DE4038872C2

DE4038872C2 -

Info

Publication number: DE4038872C2
Application number: DE19904038872
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 7860 Schopfheim De Schnell; Rene 7853 Steinen De Weber; Wolfgang Dipl.-Ing. 7860 Schopfheim De Sandkoetter
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Gardner Denver Wittig GmbH
Priority date: 1990-12-03
Filing date: 1990-12-03
Publication date: 1993-02-11
Also published as: DE4038872A1

Description

Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Rotationskolbenmaschine zur Erzeugung von Druckluft oder Vakuum gemäß dem Gattungsbegriff des Schutzanspruches 1.The invention relates to an air-cooled rotary piston machine for production of compressed air or vacuum according to the generic term of Protection claim 1.

Eine gattungsgemäße luftgekühlte Maschine ist aus der EP 03 60 048 bekannt. Der Kompressor ist einachsig mit einem Elektromotor verbunden und in einem geschlossenen Gehäuse angeordnet, das eine Luftansaugöffnung und eine Austrittsleitung für die Förderluft aufweist. Das gemeinsame Gehäuse für Elektromotor und Kompressor ist zusätzlich in einer schallgedämpften Kapsel untergebracht. Zwischen Elektromotor und Kompressor ist auf dem Wellenzapfen des Elektromotors ein Lüfterrad zum Ansaugen der Kühl- und Förderluft angeordnet.A generic air-cooled machine is from EP 03 60 048 known. The compressor is uniaxially connected to an electric motor and arranged in a closed housing, the one Air intake opening and an outlet line for the conveying air having. The common housing for the electric motor and compressor is additionally housed in a silenced capsule. Between Electric motor and compressor is on the shaft of the electric motor a fan wheel for sucking the cooling and conveying air is arranged.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist der große Platzbedarf für die schallgedämpfte Kapsel und die Einschränkung des Antriebes nur auf einen E-Motor, sowie die mit einem schlechten Wirkungsgrad behaftete Art der Luftkühlung des Kompressors.A disadvantage of this arrangement is the large space required for the soundproofed capsule and the limitation of the drive to only one Electric motor, as well as the type of poor efficiency Air cooling of the compressor.

Aus der DE 28 05 015 C2 ist eine Kompressoranlage bekannt, bei der das umgebende Gehäuse der Schalldämpfung dient. Dieses Gehäuse nimmt auch den Antriebsmotor auf. Der Schraubenkompressor ist dabei aber in einem von der Kühlluft nicht durchströmten Totraum des Gehäuses angeordnet.DE 28 05 015 C2 is a compressor system known, in which the surrounding housing of sound absorption serves. This housing also houses the drive motor. The screw compressor is in one of the dead space of the housing does not flow through the cooling air arranged.

Ferner ist durch die US-PS 31 80 569 eine Rotationskolbenmaschine bekannt, bei der die Achse der stirnseitig angeordneten Lufteintrittsöffnungen mit der Längsachse der Maschine fluchtet und in dieser Achse ist auch das Lüfterrad vorgesehen. Eine Schalldämpfung findet dort nicht statt. Furthermore, is a rotary piston machine by US-PS 31 80 569 known, in which the axis of the front arranged air inlet openings with the Longitudinal axis of the machine is aligned and in this axis the fan wheel is also provided. A soundproofing does not take place there.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine luftgekühlte Rotationskolbenmaschine der gattungsmäßigen Art anzugeben, die wahlweise mit einem E-Motor oder einem Verbrennungsmotor antreibbar ist und die bei kompakter Bauweise eine hohe Schalldämpfung und eine gute Kühlung aufweist.The object of the invention is to provide an air-cooled rotary piston machine Specify generic type, either with an electric motor or an internal combustion engine can be driven and the compact design has high sound absorption and good cooling.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen festgelegt.This task is carried out in the characterizing part of the protection claim 1 specified features solved. Advantageous further developments are in the subclaims.

Zur wirkungsvollen Lärmdämpfung mit Werten unter 80 dB (A) und einer guten Kühlwirkung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Kapsel als zweiteilige Schallhaube auszubilden, deren Innenkontur der äußeren Kontur der Rotationskolbenmaschine angepaßt ist. Damit die Kühlluft innerhalb der Schallhaube qualifiziert geführt wird, ist das Innenmaß der Schallhaube etwas größer als das Außenmaß der Rotationskolbenmaschine mit einem mittleren Mindestabstand von etwa 10 mm. Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik werden Kühlluft und Ansaugluft getrennt geführt. Dies hat den Vorteil, daß nicht schon vorher erwärmte Luft dem Ansaugstutzen zugeführt wird und damit der Wirkungsgrad der Maschine sich verschlechtert. Außerdem können durch die Trennung die Kühlluftquerschnitte optimal und unabhängig von der Ansaugcharakteristik der Rotationskolbenmaschine ausgelegt werden.For effective noise reduction with values below 80 dB (A) and one good cooling effect is proposed according to the invention, the capsule as train two-part acoustic hood, the inner contour of the outer Contour of the rotary piston machine is adapted. So that the cooling air inside the sound hood is guided in a qualified manner, the internal dimension of the Acoustic hood somewhat larger than the outside dimensions of the rotary piston machine an average minimum distance of about 10 mm. In contrast to known prior art, cooling air and intake air are separated guided. This has the advantage that the air is not previously heated is fed to the intake manifold and thus the efficiency of the machine worsens. In addition, the separation Cooling air cross sections optimal and independent of the intake characteristics of the rotary piston machine.

Zur Anordnung des Druck- bzw. Ansaugstutzens weist die Schallhaube vier quer zur Längsachse und 90 Grad in Umfangsrichtung versetzt liegende Öffnungen auf, wobei durch zwei einander gegenüberliegende Öffnungen abgedichtet der Druck- bzw. Ansaugstutzen sich erstreckt und die zwei versetzt dazu liegenden Öffnungen dem Austritt der Kühlluft dienen. Da die Lufteintrittsöffnung für die Kühlluft stirnseitig angeordnet ist, wird die durch das Lüfterrad angesaugte Luft axial entlang der Rotationskolbenmaschine geführt und radial nach außen abgeführt. The acoustic hood has four for the arrangement of the pressure or intake port transverse to the longitudinal axis and 90 degrees in the circumferential direction Openings through two opposite openings sealed the pressure or suction pipe extends and the two offset openings serve to exit the cooling air. There the air inlet opening for the cooling air is arranged on the face, the air sucked in by the fan wheel is axially along the Rotary piston machine guided and discharged radially outwards.

Damit die durch die Rotationskolbenmaschine erzeugten Geräusche an den Austrittsöffnungen der Kühlluft nicht ebenfalls nach außen dringen, sind die Öffnungsbereiche mit einer dachartig ausgebildeten Abdeckung versehen, die zum Abführen der erwärmten Kühlluft seitlich mit Schlitzen versehen sind. Damit entsteht zwischen Öffnung und Abdeckung ein Prallraum für den Schall, der sich vorteilhaft für die Schalldämpfung auswirkt, ohne daß die Ableitung der Kühlluft behindert wird.So that the noises generated by the rotary piston machine on the Outlet openings of the cooling air do not also penetrate to the outside the opening areas with a roof-like cover provided with slots to discharge the heated cooling air on the side are provided. This creates between the opening and cover Impact space for the sound, which is advantageous for sound absorption affects without the cooling air being blocked.

In vorteilhafter Weise ist die Schallhaube längsgeteilt und weist eine faserverstärkte Außenschale aus Kunststoff mit einer innen angebrachten Ausschäumung auf. Dies hat den Vorteil, daß die Schallhaube eine gewisse Steifigkeit aufweist und trotzdem leicht im Gewicht ist. Durch die Angleichung der Konturen von Schallhaube und Rotationskolbenmaschine ist eine kompakte Bauweise möglich, die wenig Platz in Anspruch nimmt. Zum Befestigen der beiden Schallhaubenhälften weisen diese mit Bohrungen versehene bolzenartige Stege auf, deren Achsen mit den Achsen der Maschinenfüße der Rotationskolbenmaschine fluchten. Für eine leichtere Montage und bessere Justierung ist die Außenschale einer Schallhaubenhälfte im Bereich der Teilungsebene um den Betrag der Dicke der Schale nach außen abgewinkelt. Damit kann in einfacher Weise die eine Schallhaubenhälfte in die andere gesteckt werden. Zur Vermeidung des Undichtwerdens der Teilungsebene beim Betrieb der Rotationskolbenmaschine ist weiterbildend vorgesehen, zwischen den beiden Schallhaubenhälften ein vorgepreßtes Schaumteil anzuordnen, das im Falle der Dehnung der beiden Hälften für die notwendige Abdichtung im Bereich der Teilungsebene sorgt.The sound hood is advantageously divided lengthways and has one fiber-reinforced outer shell made of plastic with an inside attached Foaming on. This has the advantage that the acoustic hood has a certain Has rigidity and is still light in weight. Through the Aligning the contours of the acoustic hood and rotary piston machine is one compact design possible, which takes up little space. To the Attaching the two halves of the sound hood have holes provided bolt-like webs whose axes coincide with the axes of the Align the machine feet of the rotary piston machine. For easier assembly and better adjustment is the outer shell of a sound hood half in the Area of the parting plane by the amount of the thickness of the shell to the outside angled. This can easily be the one half of the acoustic hood put in the other. To avoid the leakage of the The division level when operating the rotary piston machine is a further development provided a pre-pressed between the two acoustic hood halves Arrange foam part that in the case of stretching the two halves for the necessary sealing in the area of the division level ensures.

Um die Kühlwirkung noch zu steigern, wird außerdem vorgeschlagen, an der antriebsseitig gegenüberliegenden Stirnseite der Schallhaube mehrere verteilt angeordnete Öffnungen vorzusehen, um über ein zweites angeordnetes Lüfterrad auch von dieser Seite geführt Kühlluft anzusaugen, die ebenfalls radial in der Mitte abgeführt wird.In order to increase the cooling effect, it is also proposed that on the drive side opposite end of the acoustic hood several to provide distributed openings to a second arranged fan wheel also led cooling air from this side suction, which is also discharged radially in the middle.

In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles die erfindungsgemäße luftgekühlte Rotationskolbenmaschine näher erläutert.The drawing is based on an embodiment Air-cooled rotary piston machine according to the invention explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung die luftgekühlte Rotationskolbenmaschine einschließlich des sie umhüllenden Schallschutzes, Fig. 1 a perspective view of the air-cooled rotary piston machine including the enveloping sound insulation,

Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung die Ansicht einer Schallhaubenhälfte, Fig. 2 in a perspective view, a view of an acoustic hood half,

Fig. 3 einen Längsschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 4, Fig. 3 is a longitudinal section along the line AA in Fig. 4,

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 3. FIG. 4 shows a cross section along the line BB in FIG. 3.

In Fig. 1 ist in einer perspektivischen Darstellung die erfindungsgemäße luftgekühlte Rotationskolbenmaschine einschließlich des sie umhüllenden Schallschutzes 1 dargestellt. Die Maschine selbst ist quasi eingepackt in einer zweiteiligen, in Längsrichtung geteilten Schallhaube 2, 3. Diese Schallhaube 2, 3 weist stirnseitig eine Öffnung 7 auf, durch die sich der Wellenzapfen 4 der Rotationskolbenmaschine erstreckt. Über eine hier nicht dargestellte Kupplung kann die Rotationskolbenmaschine wahlweise mit einem hier nicht dargestellten Verbrennungsmotor oder einem E-Motor verbunden werden.In Fig. 1, the air-cooled rotary piston machine according to the invention including the soundproofing 1 enveloping it is shown in a perspective view. The machine itself is quasi wrapped in a two-part, longitudinally divided acoustic hood 2 , 3 . This sound hood 2 , 3 has an opening 7 on the end face through which the shaft journal 4 of the rotary piston machine extends. Via a clutch, not shown here, the rotary piston machine can optionally be connected to an internal combustion engine, not shown here, or an electric motor.

Fig. 2 zeigt ebenfalls in einer perspektivischen Darstellung die Ansicht einer Schallhaubenhälfte 3. Sie besteht aus einer faserverstärkten Außenschale 5 (siehe hierzu auch Fig. 3 und 4) und einer der Außenkontur der Rotationskolbenmaschinen angepaßten Ausschäumung 6. Gut zu erkennen ist zum einen die stirnseitige Öffnung 7 für die Antriebsseite und die beiden quer zur Längsachse liegenden Öffnungen 8, 9 für die Anordnung des Ansaug- 10 bzw. Druckstutzens 11 (Fig. 4). Auf der der Antriebsseite gegenüberliegenden Stirnseite sind kreisringförmige Öffnungen 12 angeordnet, um Kühlluft auch von dieser Seite ansaugen und in das Innere der Schallhaube 2, 3 leiten zu können. FIG. 2 also shows a perspective view of a sound hood half 3 . It consists of a fiber-reinforced outer shell 5 (see also FIGS. 3 and 4) and a foam 6 adapted to the outer contour of the rotary piston machines. Can be clearly seen on the one hand the end opening 7 for the drive side and the two holes 8 lying transversely to the longitudinal axis 9 of the arrangement of suction 10 and the pressure port 11 (FIG. 4). Annular openings 12 are arranged on the end face opposite the drive side in order to be able to suck in cooling air from this side and to guide it into the interior of the sound hood 2 , 3 .

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine entlang der Linie A-A in Fig. 4. In dieser Darstellung kann man sehr gut die Anpassung der inneren Kontur der Ausschäumung 6 der beiden Schallhaubenhälften 2, 3 an die Außenkontur der Rotationskolbenmaschine erkennen. Damit eine gute Führung der Kühlluft erreicht wird, ist das Innenmaß der Ausschäumung größer als das Außenmaß der Rotationskolbenmaschine, so daß sich ein spaltartiger Zwischenraum 13 mit einem Mindestabstand von 5 mm ergibt. Zum Ansaugen der Kühlluft durch die antriebsseitig angeordnete Öffnung 7 ist an der Rotationskolbenmaschine ein Lüfterrad 14 angeordnet. Durch Drehen des Lüfterrades 14 wird die Kühlluft axial entlang der Rotationskolbenmaschine geführt und verläßt die Schallhaube 2, 3 radial durch die beiden Öffnungen 15, 16. Damit der Schall durch diese Öffnungen 15, 16 nicht nach draußen dringen kann, ist an beiden Schallhaubenhälften 2, 3 je eine dachartig ausgebildete Abdeckung 17, 18 angeordnet, die zum Abführen der erwärmten Kühlluft Schlitze 19, 19′, 20, 20′ aufweist (siehe auch Fig. 1). Zur Verstärkung der Kühlwirkung ist an der Rotationskolbenmaschine ein weiteres Lüfterrad 21 angeordnet, das Luft über die stirnseitig angeordneten Öffnungen 12 (Fig. 2) ansaugt. Auch diese Luft wird zuerst axial entlang der Rotationskolbenmaschine geführt, bevor sie radial die Schallhaube 2, 3 über die Öffnungen 15, 16 verläßt. FIG. 3 shows a longitudinal section of the rotary piston machine according to the invention along the line AA in FIG. 4. In this illustration, the adaptation of the inner contour of the foam 6 of the two acoustic hood halves 2 , 3 to the outer contour of the rotary piston machine can be seen very well. In order that good guidance of the cooling air is achieved, the internal dimension of the foaming is larger than the external dimension of the rotary piston machine, so that there is a gap-like space 13 with a minimum distance of 5 mm. A fan wheel 14 is arranged on the rotary piston machine for sucking in the cooling air through the opening 7 arranged on the drive side. By turning the fan wheel 14 , the cooling air is guided axially along the rotary piston machine and leaves the sound hood 2 , 3 radially through the two openings 15 , 16 . So that the sound can not penetrate through these openings 15 , 16 , a roof-like cover 17 , 18 is arranged on both sound hood halves 2 , 3 , which has slots 19 , 19 ', 20 , 20 ' for discharging the heated cooling air ( see also Fig. 1). To increase the cooling effect, a further fan wheel 21 is arranged on the rotary piston machine, which sucks air in through the openings 12 arranged at the end ( FIG. 2). This air is also first guided axially along the rotary piston machine before it radially leaves the sound hood 2 , 3 via the openings 15 , 16 .

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 3. Dabei ist die obere Schallhaubenhälfte 2 etwas abgehoben, d. h. in dem Zustand unmittelbar vor dem Zusammenstecken beider Hälften 2, 3. Zur Erleichterung der Montage und für die Justierung ist die Außenschale 5 der unteren Schallhaubenhälfte 3 in Teilungsebene um die Dicke der Schale nach außen abgewinkelt 22. Damit in der Teilungsebene keine undichte Stelle während des Betriebes der Rotationskolbenmaschine entstehen kann, wird ein hier nicht dargestelltes vorgespanntes Schaumteil zwischen beide Schalenhälften 2, 3 gelegt. Zur Verbindung der Schallhaubenhälften 2, 3 mit der Rotationskolbenmaschine weist jede Hälfte 2, 3 bolzenartige mit einer Bohrung versehene Stege 23, 24 auf (siehe Fig. 1), deren Achsen mit der Achse der Maschinenfüße 25, 26 der Rotationskolbenmaschine fluchten. Nach Festziehen der durch die Stege 23, 24 gesteckten Schrauben (hier nicht dargestellt) werden die beiden Hälften 2, 3 aufeinandergepreßt, mit dem bereits erwähnten dazwischenliegenden vorgespannten Schaumteil. Durch die Maschinenfüße 25, 26 der Rotationskolbenmaschine wird verhindert, daß der für die Kühlwirkung notwendige Zwischenraum 13 zwischen Ausschäumung 6 und Rotationskolbenmaschine beim Festziehen nicht zugedrückt und damit die Kühlwirkung unterbrochen wird. FIG. 4 shows a cross section along the line BB in FIG. 3. The upper sound hood half 2 is slightly raised, ie in the state immediately before the two halves 2 , 3 are plugged together . To facilitate assembly and adjustment, the outer shell 5 of the lower acoustic hood half 3 is angled outwards in the plane of division by the thickness of the shell 22 . So that no leaks can occur in the division plane during operation of the rotary piston machine, a pre-stressed foam part, not shown here, is placed between the two shell halves 2 , 3 . To connect the sound hood halves 2 , 3 to the rotary piston machine, each half has 2 , 3 pin-like webs 23 , 24 provided with a bore (see FIG. 1), the axes of which are aligned with the axis of the machine feet 25 , 26 of the rotary piston machine. After tightening the screws inserted through the webs 23 , 24 (not shown here), the two halves 2 , 3 are pressed onto one another, with the pre-tensioned foam part already mentioned in between. The machine feet 25 , 26 of the rotary piston machine prevent the space 13 required for the cooling effect between the foam 6 and the rotary piston machine from being squeezed when tightening and thus the cooling action being interrupted.

Claims

1. Air-cooled rotary piston machine for generating compressed air or vacuum, which is provided with a fan wheel, a pressure and an intake port and a sound-absorbing capsule surrounding the rotary piston machine, which has an opening for the air inlet and an opening for the pressure port, characterized in that
that the capsule ( 1 ) is designed as a two-part acoustic hood ( 2 , 3 ), the inner contour of which is adapted to the outer contour of the rotary piston machine and whose internal dimensions are somewhat larger than the external dimensions of the rotary piston machine,
that in the acoustic enclosure (2, 3) four transverse to the longitudinal axis and 90 degrees in the circumferential direction are offset openings (8, 9, 15, 16) are arranged, sealed by two opposed openings (8, 9) of the pressure or Intake sockets ( 10 , 11 ) extend and the cooling air can be removed through the staggered openings ( 15 , 16 ),
that at least one fan wheel ( 14 , 21 ) is arranged on the rotary piston machine and the axis of the air inlet opening ( 7 ) arranged on the face is aligned with the longitudinal axis of the rotary piston machine and that a drive-side shaft journal ( 4 ) of the rotary piston machine extends through this air inlet opening ( 7 ).

2. Air-cooled rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the sound hood ( 2 , 3 ) is divided in the longitudinal direction and has a fiber-reinforced outer shell ( 5 ) made of plastic with an internal foam ( 6 ).

3. Air-cooled rotary piston machine according to claim 2, characterized in that the outer shell ( 5 ) of a sound hood half ( 2 ) in the region of the parting plane is angled outwards by the amount of the thickness of the shell ( 5 ).

4. Air-cooled rotary piston machine according to claims 1 and 2, characterized in that each sound hood half ( 2 , 3 ) has bolt-like webs ( 23 , 24 ) provided with bores, the axes of which are aligned with the axes of machine feet ( 25 , 26 ) of the rotary piston machine.

5. Air-cooled rotary piston machine according to claims 1-4, characterized in that a prestressed foam part is arranged in the parting plane between the two acoustic hood halves ( 2 , 3 ).

6. Air-cooled rotary piston machine according to claim 1, characterized in that a further fan wheel ( 21 ) is arranged on the rotary piston machine and the sound hood ( 2 , 3 ) on the opposite side of the drive side, where the fan wheel ( 24 ) is located, several distributed Has openings ( 12 ).

7. Air-cooled rotary piston machine according to claim 1, characterized in that in the region of 90 degrees to the suction or pressure port ( 10 , 11 ) staggered openings ( 15 , 16 ) each have a roof-shaped, with side slots ( 19 , 19 ' , 20 , 20 ') provided cover ( 17 , 18 ) with the acoustic hood ( 2 , 3 ) is connected.